AMT与TDIP综合方法在黔东南造山带金矿勘查中的应用

郭海 马德胜 刘俊 张西君

摘要：黔东南地区的金矿主要以脉金和砂金为主，尽管民间采金方兴未艾，但作为重点地质勘查对象的岩金类型一直没有单点规模上的大突破，黔东南的岩金主要为石英脉型金矿，矿脉的大小取决于石英脉的大小，而矿脉的厚薄、长短和数量决定了矿体的规模。鉴于此，中国地质调查局开展了地球物理方法勘查黔东南金矿的实验，以探索出一种或几种适合于在该地区勘查中、深度隱伏金矿的地球物理方法。此次用AMT和TDIP综合方法在贵州黔东南南加工区开展概略性矿产检查的试验，目的是了解当地地质构造概况、圈定物探矿化异常区，并结合地质测量和以往地质资料进行综合分析，圈出含矿有利部位，为造山带型金矿成矿预测及后续矿产工作提供基础性资料。

关键词：黔东南；金矿；AMT；TDIP；造山带

1.引言

研究区位于贵州省黔东南剑河县南加镇附近，由于黔东南作为重点地质勘查对象的岩金类型一直没有在单点规模上的大突破，因此寻找金矿资源的突破口势在必行。

通过笔者的调查研究，发现在黔东南地区到目前为止，在金矿勘查方面，还没有一套适合当地实际情况的勘探方法，主要原因是该地区地质工作程度较低，特别是深部信息提取方面的工作程度很低。

通过中国地质调查局本次开展的区域地质调查项目，研究区发现有金矿化现象。该金矿化点为石英脉型金矿，主要受控于断层和褶皱。因此对深部断裂特征的研究是找矿的重要前提。研究表明，高分辨率的深部地球物理探测技术在探测地下构造方面发挥着越来越大的作用（欧阳承新等，2007；曾庆栋等，2007；刘燕戌等，2009；兰天伟等，2011；肖朝阳等，2011）。通过分析比较，并结合研究区控矿特征，选择了EH4电磁测深技术对研究区金矿化点进行地球物理勘探，以期为黔东南造山带金矿勘探指明方向。

2.矿区地质矿产特征

研究区区内构造较复杂，断层主要呈北北东向和北东东向展布，褶皱主要为南加背斜。赋矿层位为青白口系再瓦组粉砂质绢云母板岩、含凝灰质绢云板岩、变质沉凝灰岩、凝灰岩、凝灰质板岩和变余玻屑凝灰岩等。含金石英脉及其矿体主要产于背斜轴部及近轴之两翼，容矿构造为层间剪切节理裂隙带、层间剥离带、小断层交切部位等，这些部位控制了金矿体的分布、形态、产状及规模。经工程控制的金矿体共18个，均赋存于背斜近轴部含金石英脉中，金矿体与其载体（含金石英脉）为一一对应关系。矿体产出空间受到层间断层或层间剥离带制约，产状与岩层产状基本一致，局部有穿层现象，呈似层状、透镜状或藕节状产出。

矿体主要分布在720m～1000m标高范围，少量分布于520m～650m标高，规模大小在40×40m～260×80m之间，平均厚度0.04m～1.36m，平均品位1.05～60.88×10-6。其中控制程度高、规模较大者有4号、7号和10号矿体：

4号矿体：赋存于M4含金石英脉，由ZK001、ZK201、ZK203、ZK401钻孔工程控制，南东翼控制倾向延伸长60m，矿体底板工程控制标高在902.24m～926.15m之间。矿体呈似层状，厚0.06m～0.15m，平均厚0.11m，总体为轴部厚、向两翼变薄。矿石品位1.55～26.40×10-6，平均12.61×10-6。矿体北西翼倾向NW°，倾角35°～45°；南东翼向南东倾，倾角25°～40°，平均倾角33°，总体往北东方向侧伏，侧伏角11°，走向延伸有穿层现象。北西翼施工的ZK401钻孔落空。估算金资源量（333+334？）：31kg，其中（333）9kg，（334？）22kg。

7号矿体：赋存于M7号含金石英脉，由ZK001、ZK201、ZK203、ZK101- 1钻孔工程控制，矿体底板控制标高802.421m～841.061m。走向长150m，往北东方向侧伏，侧伏角7°；倾向长60m。南东翼倾向SE°，平均倾角20°；北西翼施工的ZK401钻孔落空。矿体呈似层状，厚度0.34m～0.37m，平均厚0.35m，总体轴部厚，向两翼略有变薄。矿石品位16.94～149.50×10-6，平均72.82×10-6。估算金总资源量（333+334？）：533kg，其中（333）160kg，（334？）373kg。

10号矿体：赋存于M10号含金石英脉中，由ZK001、ZK201、ZK203、ZK101- 1、ZK401钻孔控制，底板标高748.221m～795.161m，走向长80m，倾向长60m，往北东方向侧伏，侧伏角11°，在1-1′至2 -2′勘探线间有穿层现象。轴部矿体产状近水平，南东翼矿体倾向SE°，倾角10°～20°，平均16°；北西翼倾向NW°，倾角45°左右。矿体呈似层状，沿走向及倾向有分支复合现象，总体由两个近平行的矿脉组成，夹石厚0.37m～3.68m，矿脉厚0.09m～ 1.36m，平均厚0.55m。矿石品位3.34～110.00×10- 6，平均48.49×10- 6。估算金总资源量（333+334？）：569kg，其中（333）167kg，（334？）402kg。

矿石物质成分为：石英80%～90%，长石2%～4%，白云石3%～5%，方解石2%～3%，黄铁矿1%～2%，绢云母2%～4%，绿泥石1%，及少量锐铁矿、白铁矿、闪锌矿、方铅矿、毒砂等矿物。矿石中金主要以粒间金（自然金）状态存在，自然金矿物形态以不规则片状、粒状、树枝状、薄膜状或长条状为主，粒径一般为0.001mm～0.25mm，最大达3mm；次为以微粒、微脉状自然金的形式产于五角十二面体黄铁矿，毒砂的晶粒间、晶体缺陷、显微裂隙中。属自然金～多金属硫化物～石英组合，主要载金矿物是黄铁矿，其次为毒砂，其中细晶黄铁矿（立方体及五角十二面体）含金为10.56～265.35×10-6，毒砂含金为6.65～7.26×10-6。

3.电磁测深（EH4）大功率激电（TDIP）简介

EH4电磁测深（简称EH4）是由美国GEOMETRICS和EMI公司于1996年联合研制的一种大地电磁测量系统。它将天然电磁场和人工电磁场相结合，是MT和CSAMT两者的有机结合体。EH4以不同岩石在导电性和导磁性上的差异作为测深的物性基础，通过连续点阵上的测量得到地下二维剖面的视电阻率图像，以此推测地下构造和岩层的展布状态。该系统的勘探深度可从地表几十米至地下一千米，是目前国际上一种比较先进的电磁勘探手段（沈远超等，2007；申萍等，2007；詹少全等，2009；张作伦等，2010）。

4. TDIP大功率激电简介

根据测地测定点位，沿测线正向（或反向）做顺序观测，调整相关参数，数据最优时存储数据，异常出现时进行检查并存储检查数据。

剖面测量采用中间梯度装置。剖面测量采用多功能网络化物探数据采集和发射系统（V8，TXU-30），重庆地质仪器厂生产的DJS-9大功率激电接收机，该系统采用短导线工作方式进行数据采集。

本次采集选用中间梯度装置，中间梯度（简称中梯）的供电电极A、B是固定不变的（图1），测量电极MN在AB中间部位（1/3—2/3）的范围内沿侧线逐点移动，观测相邻两侧点的电位差。此外，MN还可以在偏离主侧线的一定距离（AB/6范围内）且与主侧线平行的旁侧线上进行观测。

本次测量同步方式选择为主动同步，供电时间参数选择为8s，断电延时200ms，取样宽度40ms，测量次数选择1。

5.资料分析与解释

5.1 AMT推断解释

南加1号测线存在六条低阻、中低阻异常带（图2），推测为断裂引起（Fnj1-2、Fnj1-3、Fnj1-4、Fnj1-5、Fnj1-6、Fnj1-7），Fnj1-4与Fnj1-5两条断裂推测为次生断裂，Fnj1-7断裂规模相对较大，其余断裂规模相对较小。

南加2号测线存在七条低阻、中低阻异常带（图3），推测为断裂引起（Fnj2-1、Fnj2-2、Fnj2-3、Fnj2-4、Fnj2-5、Fnj2-6、Fnj2-7），Fnj2-4、Fnj2-5两条断裂推测为次生断裂，Fnj2-7断裂规模相对较大，其余断裂规模相对较小。

南加3号测线存在7条低阻、中低阻异常带（图4），推测为断裂引起（Fnj3-1、Fnj3-2、Fnj3-3、Fnj3-4、Fnj3-5、Fnj3-6、Fnj3-7），Fnj3-4、Fnj3-5两条断裂推测为次生断裂，Fnj3-7断裂规模相对较大，其余断裂规模相对较小。

从各条剖面所推断的断裂构造看，断裂Fnj1-6、Fnj2-6、Fnj3-6具有较好的对应关系，为了便于对比分析，将此断裂构造命名为断裂Fnj6。断裂Fnj6为一近似水平的隐伏断裂构造，断裂规模相对较小。

各条剖面所推断的断裂构造中断裂Fnj1-2、Fnj2-2、Fnj3-2具有较好的对应关系，为了便于对比分析，将此断裂构造命名为断裂Fnj2。所推断的Fnj2断裂出露位置与区域地质调查成果所发现的F2断裂位置相吻合，但与之相差别的是F2断层规模相对较大，这与Fnj2断裂所反映出来的断裂规模是相矛盾的，在此值得注意的是，与Fnj2断裂相邻近的断裂Fnj1-7、Fnj2-7、Fnj3-7同时也具有较好的对应关系，为了方便对比分析，将此断裂构造命名为断裂Fnj7，从其异常特征看，该断裂规模相对较大，为测线所跨区域内规模最大断裂，據此推断，断裂Fnj2与断裂Fnj7应为同一时期产生的同一断裂，但后期受断裂Fnj-6的剪切影响，其上部地层滑脱切断断裂F2，保存规模不大的断裂Fnj2，在其下部，保存规模相对较大的断裂构造Fnj7，Fnj6断裂是形成虚脱空间的直接原因。

其余所推断的断裂构造中，断裂Fzh1-4、Fzh2-4、Fzh3-4具有较好的对应关系，断裂Fzh1-5、Fzh2-5、Fzh3-5具有较好的对应关系，断裂Fzh1-3、Fzh2-3、Fzh3-3具有较好的对应关系，但其共同特征是其规模相对较小。为了便于与大功率激电资料对比分析，将上述3条断裂构造分别命名为断裂Fnj4、Fnj5、Fnj3。

5.2 TDIP推断解释

从ηa等值线平面图（图5）总的来看，全区ηa值平均值为6.1%，根据区域地质调查成果，区内金矿常与黄铁矿共生，因此，在研究区内金矿可能赋存区域极化率与黄铁矿含量呈正相关关系。综合分析全区数据分布并结合物性统计情况确定异常下限ηa为8%。在研究区西南部和中部圈出ηa8%以上，形态规则、延续性较好，规模不等的2处相对高极化条带状异常。为叙述方便，分别编为NJⅠ、NJⅡ号异常。

NJⅠ号异常呈条带状分布，位于南加2号线上620号点位到680号点位之间、南加3号线上500号点位到580号点位之间。走向呈北北东方向，NJⅠ异常强度虽然不高，但异常形态规则，且在东北部发现有零星高极化存在，视电阻率较低。在南加3号线上420号点位附近发现有开矿老硐，在南加2号线上460号点附近发现有开矿老硐，极化率（ηa）呈上升趋势。据此推断，该异常应为420号点附近金矿矿化点在深部的反应。

NJⅡ号异常呈条带状分布，位于南加1号线800号点到960号点之间、南加2号线800号点到940号点之间、南加3号线820号点到900号点之间，NJⅡ异常强度高，异常形态规则，异常在西南角开口较大。推断为深部金矿矿化的反应。

从大功率激电电阻率异常等值线平面图（图6）来看，在工作区存在5处较为明显的电阻率低值异常条带，对比分析三条测线的AMT解释成果，大功率激电电阻率剖面平面图中Fnj-2、Fnj-4、Fnj-5、Fnj-3四条低阻条带与AMT解释成果中所推断的断裂对应较好。

根据上述推断解释结果及工作区内区域地质调查成果，南加工作区内断裂Fnj7规模相对较大，可能为区内导矿、容矿构造，与之相邻近断裂构造Fnj1、Fnj2、Fnj4、Fnj5、Fnj6可能为容矿构造，结合激电极化率和电阻率异常，异常条带Fnj-9、Fnj-5分别与NJI、NJⅡ极化率异常相对应，均表现为低阻高极化异常，据此进一步推断，这两个异常所跨区域内断裂构造赋存金、铅锌等多金属矿的可能性更大。

6.钻探验证

通过钻孔资料和地球物理勘探资料综合对比，在该区域物探异常显示区域与钻孔验证较为吻合，说明在该区域开展地球物理勘探工作是有效的。这是在黔东南造山带开展的较为少见的地球物理勘探工作，對今后在造山带开展物探工作有一定的借鉴意义。其中AMT在本次工作中垂向电阻率变化分辨率较明显，对垂向异常划分比较明显；TDIP在本次工作中面上激化率的分辨率较高，对平面异常划分比较明显。

7.结论与建议

（1）在金矿勘查项目中，EH4电磁测深和大功率激电两种地球物理勘探方法在造山带地区联合开展是可行有效的。

（2）建议开展大功率激电测深工作，对该区域异常深度给予更加准确的定义。

（3）建议扩大勘查范围，增加面积性工作，进一步查证该区域异常延伸范围，加深对该区域地下矿物赋存的认识，为造山带型金矿成矿预测及后续矿产工作提供基础性资料。

（4）建议加大勘探深度，进一步查证该区域300m以下的矿物赋存情况，为今后在造山带地区开展找矿工作探索宝贵经验。

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